“沟脊”结构TPU纤维基高灵敏应变传感器的制备

来源：现代纺织技术杂志2024年第11期北京时间：

作者：刘 璐, 羊 燚, 刘 飞, 黄莉茜, 蒋秋冉

单位：东华大学，a.纺织面料技术教育部重点实验室；b.纺织学院，上海 201620

摘要：为了提高对微小形变的监测精度、增强柔性应变传感器的灵敏度，制备了一种“沟脊”结构热塑性聚氨酯（TPU）纤维基高灵敏应变传感器。首先在电场和金属电极片阵列接收装置的协同作用下，得到具有模量差异的“沟脊”结构TPU超细纤维基底，随后采用喷涂式层层沉积技术复合导电银层，得到“沟脊”结构TPU纤维基应变传感器。研究表明：“沟脊”结构使得纤维膜的拉伸强度、断裂伸长率提高至13.26 MPa和355.81%，灵敏度在各应变区间均获得数倍增长。“沟脊”结构纤维膜具有正交的纤维排列角度，该种结构不仅可以增强纤维膜的局部应变、诱导表面导电层材料形貌发生较大变化，而且独特的纤维转向将引导产生贯穿型裂纹，引起电阻的急剧增长，灵敏度系数最高可达151.36，同时具有100%的宽工作范围。“沟脊”结构TPU纤维基高灵敏应变传感器在智能可穿戴、医学诊断、人机交互等方面有广阔的应用前景。

关键词：聚氨酯,微结构,高灵敏度,纤维转向,柔性应变传感